单螺杆塑料挤出机的螺杆的结构和参数

常规螺杆的结构及参数螺杆是完成塑料塑化和输送的关键部分。塑料挤出机的生产率、塑化质量及动力消耗等都主要取决于螺杆的性能。螺杆可分为常规螺杆和新型螺杆。 单螺杆塑料配套挤出机配套PID温控仪常规螺杆是指从加料段到均化段为全螺纹的三段式结构的螺杆。生产中常用的规螺杆有(螺距不变而螺槽深度变化的)渐变型螺杆和突变型螺杆两大类。渐变型螺杆是指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡，是在一个较长的螺杆轴向距离内完成的，如图3一3所示。而突变型螺杆的上述过渡是在较短的螺杆轴向距离内完成的。渐变型螺杆对物料的剪切作用较小，且对大多数物料能提供较好的热传导，因此多用干软化温彦技围较大的非结晶型塑料。突变型螺杆由于压缩段较短〔(3一5)D〕，有的只有(1~2)D,对物料能产生较大的剪切作用，故适用于粘度较低具有突变熔点的结晶型塑料，如尼龙、聚烯烃等。时于高粘度塑料易引起局部过热，不宜使用。 螺杆直径:这是一个重要参数，挤出机规格用它来表示。螺杆直径已标准化，我国塑料挤出机标准所规定的螺杆直径系列为:20、30、45、65、90.120、200,250,300mra0应根据所加工制品的断面尺寸，加工塑料的种类和所要求的生产率来选用一定直径的螺杆。一般生产率要求越高，制品断面尺寸越大，则螺杆直径越大。如果用大直径的螺杆生产小截面的制品，不仅不经济，而且使工艺条件难于掌握。 螺杆的长径比;它也是螺杆的一个重要参数。当其它条件不变时加大长径比，等于螺杆长度增加，物料在料筒中所经的路程墩大，使塑化更充分更均匀，有利于提高制品质量、另外，叼D加大后(Ls也相应增加)可减少压力流和漏流，提高了挤出机的生产能力。但是对热放性塑料，过大的长径比易造成塑料停留时间过长而产生热分解，并且长径比增大后螺杆和料简的加工制造和安装都较困难，功率消耗增大，容易因螺杆自重弯曲使料筒和螺杆端部间的间隙产生不均匀现象，甚至可能胡磨料筒，影响挤出机的寿命。因此应根据加工塑料的性能、所需产品质量和生产率要求来确定长径比。一般对难加工的塑料(如含氟塑料)、T化质量要求较高(如吹膜)或挤出质量较高的情况，选用较大的长径比。目前塑料挤出机螺杆的长径比多为20,25,28，30。国外已经出现长径比达43的螺杆。

塑料挤出机的成型工艺控制处理及对制品的影响

塑料挤出机就是通过外部动力传递和外部加热元件的传热，来进行塑料的固体输送、压实、熔融、剪切混炼挤出成型。以管材挤出机为例，工艺过程相关参数控制处理不当会产生一些问题。工艺控制参数包括成型温度、挤出机工作压力、螺杆转速、挤出速度和牵引速度、加料速度、冷却定型等。 1、原材料的预处理 聚烯烃是非吸水性材料，当聚烯烃含吸水性颜料，对湿度敏感。或者使用回料及填充料时，含水量会增大。水分不但导致管材内外表面粗糙，而且可能导致熔体中出现气泡。解决的方法是先对原料采用干燥预处理，也可添加如消泡剂等相应的具有除湿功能的助剂。PE的干燥温度保持在60-90度，产量可提高10%--25%。 2、温度控制 挤出温度包括加热器的设定温度和熔体温度，温度控制可影响到物料的塑化、制品质量、产量，理论温度是控制在粘流温度和降解温度之间。聚烯烃温控范围较宽，熔点到280度之间均可加工。塑料挤出各段温度设定应考虑聚合物本身的性能，如熔点，分子量大小和分布，熔体指数等;其次考虑设备的性能，有的设备，进料段的温度对主机电流的影响很大;再次，通过观察管模头挤出管坯表面是否光滑，有无气泡等现象来判断。 1)机头设置温度，一般控制机身温度较低，机头温度较高，这样会获得较好的外观及力学性能，并减小熔体出口膨胀。机头温度偏高，可使物料顺利进入模具，但挤出物的形状稳定性差，收缩率增加;机头温度低，则物料塑料不良，熔体粘度大，机头压力上升。产品形状稳定性好，但加工较困难，离模膨胀较大，产品表面粗糙，同时还会导致挤出机背压增加，设备负荷大，功率消耗也随之增加。 2)口模设置温度，对管子表面光洁度有影响，在一定的范围内，口模与芯模温度高，管子表面光洁度高。通常来讲，口模出口的温度不应超过220度，机头入口的熔体温度为200度，机头入口和出口熔体温差不应超过20度。因为熔体与金属间较高的温度差将导致鲨鱼皮现象。过高的熔体温度可能导致口模积料。 3)熔体温度是指在螺杆未端测得的熔体实际温度，主要决定于螺杆转速和机筒设置温度。聚乙烯管材挤出的熔体温度上限一般规定为230度。一般控制在200度左右为佳。聚丙烯管材挤出的熔体温度上限一般为240度。熔体温度不宜过高。一般考虑物料的降解，同时温度过高也会使管材定型困难。 3、熔体压力控制 挤出过程中 重要的压力参数是熔体压力，即机头压力。熔体压力大小与原料性能、螺杆结构、螺杆转速、工艺温度、过滤网的目数、多孔板等因素有关。熔体通常控制在10-30MPa之间。一般来讲，增加熔体压力，将降低挤出机产量，而使制品密实度增加，并利于提高制品质量。需要提请注意的是压力过大，会带来安全问题。 4、真空定型 主要控制真空度和冷却速度两个参数。通常在满足管材外观质量的前提下，真空度应尽可能低，这样管材内应力小，产品在存放过程中变形小。 5、冷却控制 聚乙烯管材挤出成型中冷却水温要求一般在20度以下，在生产PPR管材时，前段温度可以稍高，后段较低，从而形成温度梯度。调节冷却水流量也是相当重要的，流量过大，管材表面粗糙，产生斑点凹坑;流量过小，管材表面产生亮斑易拉断，如分布不均匀，管材壁厚不均，或椭圆。 6、螺杆转速与挤出速度 螺杆转速是控制挤出速率、产量和制品质量的重要工作参数。单螺杆挤出机的转速增加，则产量提高。剪切速率增加，则熔体表观粘度下降。并有利于物料的均化，同时塑化良好，分子间的作用力增大，机械强度得到提高。但螺杆转速过高，电机负载过大，熔体压力过高，剪切速率过高，离模澎胀加大，表面变坏，且挤出量不稳。 7、牵引速度 牵引速度直接影响产品壁厚、尺寸公差、性能和外观。牵引速度比须稳定，且牵引速度与管材挤出速度相匹配。牵引速度越快，管材壁厚越薄，冷却后的制品其长度方向的收缩率也越大。牵引速度越慢，管材壁厚越厚，越容易导致口模与定径套之间积料，破坏正常挤出生产。